Zasolenie wody sprzyja eutrofizacji wód powierzchniowych

Zasolenie wody

Zasolenie wody to jeden z podstawowych parametrów w monitoringu. Jest prosty do pomiaru i informujący o ogólnej ilości substancji rozpuszczonych w wodzie. Źródeł zasolenia jest kilka. Poza naturalnym, mamy źródła antropogeniczne, do których zaliczyć można m.in.: odwodnienia kopalni, stosowanie soli drogowej, ścieki przemysłowe, nawozy rolnicze oraz zmianę klimatu (susze zwiększają stężenia zanieczyszczeń rozpuszczonych w wodzie).

Naukowcy w ostatnich latach coraz częściej wskazują na syndrom zasolenia wód śródlądowych (z ang. freshwater salinization syndrom [1]) wywołany wcześniej wymienionymi czynnikami. Oprócz samej zmiany w środowisku wodnym, ze słodkowodnego na słonawe lub słonowodne, rosnące zasolenie może być kolejnym czynnikiem zwiększającym eutrofizację wód i ryzyko powstawania fitoplanktonowych zakwitów. Liczne publikacje naukowe wskazują na szereg efektów wywołanych przez zasolenie wody, związanych z uwalnianiem soli lub obniżoną zdolnością samooczyszczaniem się zasobów. Wymieniane są dwa podatne na oddziaływanie soli obszary środowiska wodnego: abiotyczne (przyroda nieożywiona, w tym procesy fizyczne i chemiczne) oraz biotyczne (żyjące organizmy, w tym przeprowadzane przez nie procesy biochemiczne).

Zasolenie wody a procesy abiotyczne

Negatywne oddziaływanie na środowisko wodne zaczyna się już w glebie. Regularne stosowanie soli drogowej powoduje, że z gleby łatwiej wymywane są jony wapnia i magnezu, które zastępowane są przez sód lub potas. Prowadzi to do zmiany pH gleby, wypłukiwania materii organicznej, biogenów i metali ciężkich, a także spowolnienia mineralizacji materii organicznej czy ograniczenia zdolności retencyjnych gleby. Podobne skutki obserwowane są w osadach zbiorników i rzek. Badania wykazały, że przy stężeniu chlorków na poziomie 4000 mg/l uwalnia się 7,8 razy więcej węgla organicznego i 13,3 razy więcej rozpuszczonego azotu Kjeldahla niż przy zerowym stężeniu chlorków [2].

W innych badaniach wykazano, że dodanie 1 g NaCl uwalnia średnio 0,07 mg azotu (od 0,03 do 0,13 mg) w 9 z 12 próbek osadów pobranych z różnych rzek (wynik istotny statystycznie), a dodanie 1 g NaCl uwalnia średnio 2,34 µg fosforu (od 0,3 do 5,63 µg) w 7 z 12 próbek osadów pobranych z różnych rzek (wynik istotny statystycznie) [3]. W przypadku głębszych zbiorników wodnych dopływ zasolonych wód powoduje powstanie stratyfikacji chemicznej. Gęstsza zasolona woda opada na dno, utrudniając mieszanie się warstw, w tym cykliczne wiosenne i jesienne mieszanie się całej objętości takich zbiorników. W konsekwencji przy dnie nie tylko spada zawartość tlenu, ale też kumulują się zanieczyszczenia, zarówno te docierające do zbiornika z zewnątrz, jak i uwalniane z osadów.

image
Rys. 1. Wpływ zasolenia (chlorków) na procesy abiotyczne w wodach powierzchniowych (opracowanie własne na podstawie [6])

Jak zasolenie wody wpływa na organizmy

Zasolenie wody wpływa także na organizmy i to nawet te, żyjące poza zbiornikami. W wielu miastach mamy zbiorczą kanalizację sanitarną i deszczową, przez co zimowe stosowanie soli drogowej zwiększa zasolenie ścieków. Dodatkowo, coraz częściej w domach stosujemy sól np. do zmywarek. Negatywnie wpływa to na jeden z filarów funkcjonowania oczyszczalni ścieków, jakim jest osad czynny – zbiorowisko bakterii biorących udział w biologicznym oczyszczaniu ścieków.

W wodach śródlądowych dopływ chlorków także ogranicza procesy samooczyszczania. Denitryfikacja jest procesem bakteryjnym, w którym azot rozpuszczony w wodzie (azotany) zamieniany jest na gazowy – zachodzi naturalnie w wodach powierzchniowych i jest wykorzystywana w oczyszczaniu ścieków. Jednak rosnące zasolenie wody ogranicza skuteczność tego procesu o ponad 90 proc. przy stężeniach chlorków na poziomie 2500 mg/l [4]. Zasolenie przydennej strefy zbiorników czy rzek wpływa na całą strukturę mikroorganizmów i makrobezkręgowców, które biorą udział w obiegu materii organicznej. W zasolonym środowisku ich różnorodność jest mniejsza, przez co są mniej odporne na negatywne czynniki zewnętrzne i gorzej rozkładają materię.

Roślinność wodna (makrofity) jest kolejnym ważnym ogniwem procesów samooczyszczania się wód. Oprócz wbudowywania zanieczyszczeń w tkanki, stwarzają one dogodne warunki dla mikroorganizmów w strefie korzeniowej. Zasolenie wody ogranicza zdolność bioakumulacji biogenów i metali ciężkich. Badania wykazały m.in., że przy stężeniach chlorków powyżej 2000 mg/l bioremediacja miedzi i ołowiu przez trzy gatunki: Juncus conglomeratus, Phalaris arundinacea i Carex panacea była mniejsza 20-40 razy w porównaniu z sytuacją, w której stężenie chlorków nie przekraczało 50 mg/l [5].

Zasolenie wody wpływa także na zbiorowiska planktonu. Sinice odznaczają się większą tolerancją na zasolenie niż okrzemki i zielenice. Wzrost stężenia biogenów pociąga za sobą zazwyczaj dynamiczniejszy rozwój fitoplanktonu (biogeny są dla nich niejako nawozem), a to powoduje wzrost liczebności żywiącego się nim zooplanktonu.

Ta sama zależność obserwowana jest w przypadku peryfitonu (porasta powierzchnię dna, brzegów, kamieni i inne) i ślimaków wodnych żywiących się nim. W obu przypadkach już niewielkie wzrosty stężenia soli (NaCl) powodują, że zooplankton i ślimaki nie rozwijają się tak dobrze, pomimo przyrostu biomasy fitoplanktonu i peryfitonu.

image 1
Rys. 2. Wpływ zasolenia (chlorków) na procesy biotyczne w wodach powierzchniowych (opracowanie własne na podstawie [6]).

Sumując wszystkie powyższe skutki zasolenia wody, mamy zbiór dowodów wskazujących na związek pomiędzy nim a rosnącą eutrofizacją oraz wyższym poziomem niektórych zanieczyszczeń. A jak wskazują najnowsze publikacje przeglądowe dotyczące syndromu zasolenia wód śródlądowych, ma on jeszcze wiele niezbadanych obszarów, od skali mikro poszczególnych procesów po sumę wszystkich skutków w skali zlewni.


W artykule korzystałem m.in. z prac:

[1] Kaushal S.S., Likens G.E., Pace M.L. et al. Freshwater salinization syndrome: from emerging global problem to managing risks. Biogeochemistry 154, 255–292 (2021). https://doi.org/10.1007/s10533-021-00784-w

[2] Duan S., Kaushal S.S., 2015. Salinization alters fluxes of bioreactive elements fromstream ecosystems across land use. Biogeosciences 12, 7331–7347. https://doi.org/10.5194/bg-12-7331-2015

[3] Haq S., Kaushal S.S. & Duan S. Episodic salinization and freshwater salinization syndrome mobilize base cations, carbon, and nutrients to streams across urban regions. Biogeochemistry 141, 463–486 (2018). https://doi.org/10.1007/s10533-018-0514-2

[4] Lancaster N.A., Bushey J.T., Tobias C.R., Song B., Vadas T.M., 2016. Impact of chloride on denitrification potential in roadside wetlands. Environ. Pollut. 212, 216–223. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2016.01.068

[5] Søberg L.C., Viklander M., Blecken G.T., 2017. Do salt and low temperature impair metal treatment in stormwater bioretention cells with or without a submerged zone? Sci. Total Environ. 579, 1588–1599. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.11.179.

[6] Szklarek S., Górecka A., Wojtal-Frankiewicz A., 2022. The effects of road salt on freshwater ecosystems and solutions for mitigating chloride pollution – A review. Science of the Total Environment 805, 150289. doi: 10.1016/j.scitotenv.2021.150289

Używamy plików cookie, aby zapewnić najlepszą jakość korzystania z Internetu. Zgadzając się, zgadzasz się na użycie plików cookie zgodnie z naszą polityką plików cookie.

Close Popup
Privacy Settings saved!
Ustawienie prywatności

Kiedy odwiedzasz dowolną witrynę internetową, może ona przechowywać lub pobierać informacje w Twojej przeglądarce, głównie w formie plików cookie. Tutaj możesz kontrolować swoje osobiste usługi cookie.

These cookies are necessary for the website to function and cannot be switched off in our systems.

Technical Cookies
In order to use this website we use the following technically required cookies
  • wordpress_test_cookie
  • wordpress_logged_in_
  • wordpress_sec

Cloudflare
For perfomance reasons we use Cloudflare as a CDN network. This saves a cookie "__cfduid" to apply security settings on a per-client basis. This cookie is strictly necessary for Cloudflare's security features and cannot be turned off.
  • __cfduid

Odrzuć
Zapisz
Zaakceptuj

music-cover